(57)【要約】【課題】  基板の周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することのできる基板処理装置を提供する。【解決手段】  ベベルユニット１１Ａは、ＣＣＤ２１，２２と処理液ノズル１１５，１１６とを備え、ＣＣＤ２１，２２により基板Ｗの周縁部を撮像する。画像処理部２３はＣＣＤ２１，２２からの信号を画像処理して基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出する。制御ユニット３は検出された基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離と、所望の周縁エッチング幅ＥＨとなるようにレシピに設定される、基板Ｗの周端面から処理液ノズル１１５，１１６までの設定距離とを対比して検出距離と設定距離との間の位置ずれ量を算出する。そして、制御ユニット３は位置ずれ量に応じてモータＭ１，Ｍ２を作動させてベベルユニット１１Ａを位置決めする。【選択図】  図２
2006237063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させながら処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置において、
前記基板の周縁部に前記処理液を供給するノズルを有し、前記基板の周縁に移動自在に配置されるベベルユニットと、
前記ベベルユニットを駆動して前記ノズルを前記基板の周縁部に対向する対向位置と、前記基板から離間した離間位置とに移動させる駆動機構と、
前記基板の周端面と前記ノズルとの間の距離を非接触で検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき前記駆動機構を制御することで前記ノズルの前記基板の周端面からの距離を調整する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は前記ベベルユニットに固定的に取り付けられ、
前記駆動機構は前記ベベルユニットを駆動することで前記検出手段と前記ノズルとを一体的に移動させる請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記検出手段は２個あって、前記２個の検出手段は前記ノズルを挟んで、しかも前記ノズルから離れた位置に配置される請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記検出手段は前記基板の周縁部を撮像する撮像部と、前記撮像部からの信号を画像処理して前記基板の周端面の位置を検知する処理部とを備え、
前記処理部によって検知された前記基板の周端面の位置から前記基板の周端面と前記ノズルとの間の距離を検出する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記検出手段は前記基板の周縁部を横切るように光を投光する投光部と、前記投光部からの光を受光する受光部とを備え、前記受光部が受光する光量変化から前記基板の周端面の位置を検知することで前記基板の周端面と前記ノズルとの間の距離を検出する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
基板を回転させながら処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置において、
前記基板の周縁部に前記処理液を供給し、前記基板の周縁に移動自在に配置されるノズルと、
前記ノズルを駆動して前記基板の周縁部に対向して移動させるノズル駆動機構と、
前記基板の周端面と前記ノズルとの間の距離を非接触で検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づき前記駆動機構を制御することで前記ノズルの前記基板の周端面からの距離を調整する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハなどの基板を回転させながら処理液を供給して該基板に対して洗浄処理などの処理を施す基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板の処理工程においては、例えば、回転塗布（スピンコート）により、基板の表面全体にフォトレジスト等の薄膜を形成した後、この薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。例えば、一般的に基板において成膜が必要なのは基板表面のデバイス形成領域のみであり、基板表面の周縁部および周端面に形成された薄膜は不要となる。そればかりでなく、他の装置との接触により、基板表面の周縁部および周端面に形成された薄膜が剥がれたりすることがあり、これが原因となって歩留まりの低下や基板処理装置自体のトラブルが起こることがある。
【０００３】
そこで、基板表面の周縁部および周端面に形成された薄膜を選択的にエッチング等して処理するために、例えば、特許文献１に記載された装置が提案されている。この装置では、その表面全体にフォトレジストの薄膜が形成された基板をスピンチャックで吸引保持するとともに、回転させる。そして、ノズルを回転している基板表面の周縁部上に相当する供給位置に移動させて処理液を供給することで、基板表面の周縁部および周端面に形成された薄膜を除去している。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７７０６号公報（第３頁、第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した基板処理は基板表面の略中央部に形成された非処理部の周辺から一定範囲の薄膜を除去するために行われるが、この除去範囲、つまり周端面から内側に向かってエッチング除去される幅（以下、「周縁エッチング幅」という）の寸法精度を厳格に管理することが望まれる。特に、薄膜として銅などのメタル層が基板表面に形成された場合には、上記基板処理では周端面（ベベル）近傍でのメタル除去を目的とするため、周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することが要求される。このような要求に応えるために、従来装置のようなノズルを基板表面の周縁部上に固定させて処理液を吐出させる場合には、基板の物理的な中心と回転中心とをより精度良く一致させる必要が生じる。しかしながら、基板の外形寸法にはばらつき（例えば、基板１枚当たりの直径が円周方向に一定でなかったり、複数の基板を処理する際に各基板の直径がロットごとに異なる場合）が存在するため、従来装置では、周縁エッチング幅を高精度に制御することは困難であった。すなわち、従来装置では、基板の外形寸法のばらつきに起因してノズルと基板の周端面との距離が所望値、つまり周縁エッチング幅に正確に一致していない状態のまま、ノズルを基板表面の周縁部上に固定させて処理液を吐出させているので、周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することは困難であった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することのできる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる基板処理装置は、基板を回転させながら処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板の周縁部に処理液を供給するノズルを有し、基板の周縁に移動自在に配置されるベベルユニットと、ベベルユニットを駆動してノズルを基板の周縁部に対向する対向位置と、基板から離間した離間位置とに移動させる駆動機構と、基板の周端面とノズルとの間の距離を非接触で検出する検出手段と、検出手段からの検出信号に基づき駆動機構を制御することでノズルの基板の周端面からの距離を調整する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、回転する基板の周端面とノズルとの間の距離が検出手段により非接触で検出される。そして、検出手段からの検出信号に基づきベベルユニットが駆動機構により移動される。このため、基板の回転に伴って基板の回転中心からの基板の周端面の位置が変化する場合であっても、基板の周端面の位置に追随させてノズルの位置を調整することができる。その結果、基板の外形寸法にばらつきがある場合であっても、基板の周端面の位置を基準としてノズルの位置が合わされることにより、基板の周端面とノズルとの間の距離を一定に保つことができる。したがって、ノズルから回転する基板の周縁部に処理液を供給することで周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することができる。さらに、基板に非接触で基板の周端面とノズルとの間の距離を検出しているので、基板が損傷したり汚染される等の不具合を防止することができる。
【０００９】
ここで、検出手段をベベルユニットに固定的に取り付けて、駆動機構によりベベルユニットを駆動することで検出手段とノズルとを一体的に移動させるように構成してもよい。このように構成することで、検出手段とノズルとの間の距離は常に一定となるため、検出手段は基板の周端面の位置を検知するのみで、効率的に基板の周端面とノズルとの間の距離を検出することができる。したがって、検出手段の構成を簡素にするとともに、迅速な検出が可能となる。
【００１０】
また、基板の周端面に対してノズルを相対的に位置決めして周縁エッチング幅を制御するという観点からは、検出手段をノズル近傍に１つだけ備えるようにすればよい。しかしながら、ノズルからの処理液の影響を考慮した場合には検出手段を次のように構成するのが望ましい。すなわち、検出手段を２個設けて２個の検出手段をノズルから離れた位置に配置するのが望ましい。このように構成することで、検出手段はノズルから離れて配置されるのでノズルからの処理液が跳ね返るなどして検出手段に付着するのを防止することができる。しかも２個の検出手段がノズルを挟んで設けられることで、検出手段がノズル近傍に配置されてなくとも２個の検出手段からの各検出信号に基づいてノズルが対向配置された基板の周端面の位置を算出することができる。したがって、ノズルからの処理液の影響を受けることなく、基板の周端面の位置を正確に検出することができる。
【００１１】
このような検出手段としては次のようなものを用いることができる。例えば、検出手段は基板の周縁部を撮像する撮像部と、撮像部からの信号を画像処理して基板の周端面の位置を検知する処理部とを備え、処理部によって検知された基板の周端面の位置から基板の周端面とノズルとの間の距離を検出するように構成してもよい。また、検出手段は基板の周縁部を横切るように光を投光する投光部と、投光部からの光を受光する受光部とを備え、受光部が受光する光量変化から基板の周端面の位置を検知することで基板の周端面とノズルとの間の距離を検出するように構成してもよい。
【００１２】
この発明にかかる基板処理装置は、基板を回転させながら処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板の周縁部に処理液を供給し、基板の周縁に移動自在に配置されるノズルと、ノズルを駆動して基板の周縁部に対向して移動させるノズル駆動機構と、基板の周端面とノズルとの間の距離を非接触で検出する検出手段と、検出手段からの検出信号に基づき駆動機構を制御することでノズルの基板の周端面からの距離を調整する制御手段とを備えている。
【００１３】
このように構成された発明では、回転する基板の周端面とノズルとの間の距離が検出手段により非接触で検出される。そして、検出手段からの検出信号に基づきノズルがノズル駆動機構により移動される。このため、基板の回転に伴って基板の回転中心からの基板の周端面の位置が変化する場合であっても、基板の周端面の位置に追随させてノズルの位置を調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、検出手段が基板に対して非接触に基板の周端面とノズルとの間の距離を検出し、検出手段からの検出信号に基づいてベベルユニットまたはノズルを駆動させているので、基板の周端面の位置を基準としてノズル位置が調整される。したがって、ノズルから回転する基板の周縁部に処理液を供給することで周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することができる。しかも、基板に非接触で基板の周端面とノズルとの間の距離を検出しているので、基板が損傷したり汚染される等の不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明にかかる基板処理装置の全体構成を示す図である。図２は、図１の基板処理装置の部分平面図である。また、図３は、図１の基板処理装置の部分拡大図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板表面の周縁部からメタル層やフォトレジスト層などの薄膜をエッチング除去するベベルエッチング装置である。具体的には、基板表面の周縁部に化学薬品または有機溶剤等の薬液や純水またはＤＩＷ等のリンス液（以下、「処理液」という）を供給することで、基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理等を施す装置である。
【００１６】
この基板処理装置では、真空チャック１が設けられており、基板Ｗの表面Ｗｆを下方に向けたフェースダウン姿勢のまま基板Ｗの裏面Ｗｂの略中央部が真空チャック１により吸引保持される。これにより、基板表面Ｗｆに例えばメタル層やフォトレジスト層などの薄膜ＴＦを形成してなる基板Ｗがフェースダウン姿勢で、かつ略水平姿勢で所定の基板処理位置に位置決めされる。また、真空チャック１の後端部には、モータ２が連結されており、装置全体を制御する制御ユニット３からの動作指令に応じて鉛直軸回りに回転駆動される。このモータ駆動により真空チャック１が回転することで、真空チャック１に保持された基板Ｗが鉛直軸方向に伸びる回転軸（回転中心Ａ０）回りに回転する。
【００１７】
また、真空チャック１に保持された基板Ｗの周縁には、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂがそれぞれ水平方向に移動自在に設けられている。詳しくは、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂは、基板Ｗの径方向に沿って、あるいは鉛直軸方向（基板Ｗの回転軸方向）に伸びる回動軸（回動中心Ａ１）回りに移動自在に設けられている。これらベベルユニット１１Ａ，１１Ｂには駆動機構１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ連結されている。そのため、制御ユニット３からの動作指令に応じて駆動機構１２Ａ，１２Ｂが作動することでベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを基板Ｗの周縁部に近接させて、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂに設けられた後述する処理液ノズルを基板Ｗの周縁部に対向する対向位置Ｐ１に位置決めしたり（実線位置）、逆に処理液ノズルを基板Ｗから離れた退避位置Ｐ２に位置決めする（破線位置）ように構成されている。なお、駆動機構１２の構成および動作については後で詳述する。
【００１８】
２つのベベルユニット１１Ａ，１１Ｂはともに同一構成を有しており、薬液供給ユニット１３からエッチング処理に適した薬液の供給を受けて後述するようにエッチング処理を実行したり、リンス液供給ユニット１４から純水やＤＩＷなどのリンス液の供給を受けて後述するようにリンス処理を実行する。また、ガス供給ユニット１５がベベルユニット１１Ａ，１１Ｂのガスノズルに接続されており、各ノズルに窒素ガスを供給する。より詳しくは、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂは以下のように構成されている。なお、両ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂは同一構成であるため、ベベルユニット１１Ａの構成のみを説明し、ベベルユニット１１Ｂの構成説明は省略する。
【００１９】
図３に示すように、ベベルユニット１１Ａは、２つの本体部材１１１，１１２を連結してなるユニット本体を有している。このユニット本体では、本体部材１１１，１１２の間に基板Ｗの厚みよりも若干広い隙間ＳＰが形成されており、駆動機構１２Ａの作動によりベベルユニット１１Ａが基板Ｗの周縁部に近接すると、基板Ｗの周端面がベベルユニット１１Ａの内部に入り込み、基板裏面Ｗｂおよび基板表面Ｗｆ（薄膜形成面）がそれぞれ本体部材１１１，１１２と対向する。
【００２０】
これらの本体部材１１１、１１２のうち基板裏面Ｗbと対向する裏面側本体部材１１１には、ガスノズル１１３が設けられている。このガスノズル１１３は上記したようにガス供給ユニット１５と接続されており、基板裏面Ｗb側から周縁部に向けて窒素ガスを吐出する。これによって、後述するようにしてベベルエッチング処理（エッチング処理＋リンス処理）中に処理液（薬液やリンス液）が基板裏面Ｗbに飛散して付着するのを防止してベベルエッチング処理の安定化を図っている。なお、この実施形態では、ガスノズル１１３に窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを吐出するように構成してもよい。
【００２１】
もう一方の表面側本体部材１１２には、ガスノズル１１４および２つの処理液ノズル１１５，１１６（本発明の「ノズル」に相当）が設けられている。ガスノズル１１４は、ガスノズル１１３と同様に、ガス供給ユニット１５と接続されており、基板表面Ｗf側から周縁部に向けて窒素ガスを吐出する。これによって、ベルヌーイ効果を発揮させて基板表面Ｗfを表面側本体部材１１２に近接状態で吸着させながら浮上させ、基板表面Ｗfと表面側本体部材１１２との離間距離を一定に保っている。
【００２２】
また、２つの処理液ノズル１１５，１１６はガスノズル１１４よりも基板外周側に設けられ（図３の左手側）、一方が薬液吐出用の薬液ノズル１１５、他方がリンス液吐出用のリンス液ノズル１１６となっている（図２）。薬液ノズル１１５はリンス液ノズル１１６に対して基板回転方向の上流側に設けられている。そして、薬液ノズル１１５は薬液供給ユニット１３と接続される一方、リンス液ノズル１１６はリンス液供給ユニット１４に接続されている。このため、制御ユニット３からの動作指令に応じて薬液供給ユニット１３から薬液が圧送されると、薬液ノズル１１５から基板表面Ｗｆの周縁部に向けて薬液が吐出される一方で、リンス液供給ユニット１４からリンス液が圧送されると、リンス液ノズル１１６から基板表面Ｗｆの周縁部に向けてリンス液が吐出される。なお、この実施形態では、薬液ノズル１１５とリンス液ノズル１１６の２つの処理液ノズルを、薬液ノズル１１５がリンス液ノズル１１６に対して基板回転方向の上流側に位置するように設けているが、処理液ノズルの個数、配置等については任意である。リンス液ノズル１１６を薬液ノズル１１５に対して基板回転方向の上流側に位置するように設けてもよい。
【００２３】
また、これら処理液ノズル１１５，１１６の先端には、断面形状が台形形状を有し、基板表面Ｗfと平行な対向面が形成される処理規定部材１１７が取り付けられており、基板表面Ｗfの周縁部と近接配置される（図３）。このため、例えば制御ユニット３からの動作指令に応じて薬液供給ユニット１３から薬液が圧送されると、薬液ノズル１１５から薬液が吐出され、処理規定部材１１７と基板表面Ｗfの周縁部との間に形成される微小空間ＧＰにおいて薬液による液密状態が形成されるとともに、薬液の一部は処理規定部材１１７よりも基板外周側に広がる。したがって、処理規定部材１１７よりも基板Ｗの径方向内側（図３の右手側）には薬液は供給されず、その結果、薬液によるエッチング範囲、つまり周縁エッチング幅ＥＨは処理規定部材１１７の位置により決定される。さらに言えば、上記したようにベベルユニット１１Ａの移動量を連続的に設定することができるため、ベベルユニット１１Ａの移動量を制御することで処理規定部材１１７の位置を変更させて周縁エッチング幅ＥＨを任意の値に調整することができる。
【００２４】
上記においては薬液を薬液ノズル１１５に圧送する場合について説明したが、リンス液をリンス液ノズル１１６に圧送する場合も上記と同様である。つまり、制御ユニット３からの動作指令に応じてリンス液供給ユニット１４からリンス液が圧送されると、リンス液ノズル１１６からリンス液が吐出され、処理規定部材１１７と基板表面Ｗfの周縁部との間に形成される微小空間ＧＰにおいてリンス液による液密状態が形成されるとともに、リンス液の一部は処理規定部材１１７よりも基板外周側に広がる。これによって、リンス液が供給される範囲をコントロールすることが可能となっている。
【００２５】
また、図２に示すように、基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出するために、基板Ｗの周縁部を撮像する２個のＣＣＤ２１，２２（本発明の「撮像部」に相当）と、ＣＣＤ２１，２２からの画像信号を処理して基板Ｗの周端面の位置を検知する画像処理部２３（本発明の「処理部」に相当）とがベベルユニット１１Ａに設けられている。２個のＣＣＤ２１，２２は、基板Ｗの回転中心Ａ０とベベルユニット１１Ａの回動中心Ａ１とを結ぶ線分ＬＳを中心として略対称に設けられ、ベベルユニット１１Ａが対向位置Ｐ１に配置された際に基板Ｗの周縁部を撮像する。ここで、ＣＣＤ２１は薬液ノズル１１５の上流側に薬液ノズル１１５から離れて配設される一方、ＣＣＤ２２はリンス液ノズル１１６の下流側にリンス液ノズル１１６から離れて配設されている。
【００２６】
このように２個のＣＣＤ２１，２２を配設しているのは、次のような理由による。すなわち、基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出するという点では、ＣＣＤは処理液ノズル１１５，１１６の近傍に１つだけ備えるようにすればよい。しかしながら、ＣＣＤを処理液ノズル１１５，１１６の近傍に配置した場合には、ノズルからの処理液が跳ね返るなどしてＣＣＤに付着して検出精度を劣化させる場合がある。そこで、上記のようにＣＣＤ２１，２２を処理液ノズル１１５，１１６から離れて配置させることで、処理液が付着するのを防止できる。しかも、２個のＣＣＤ２１，２２を処理液ノズル１１５，１１６を挟んで配設することによって、２個のＣＣＤ２１，２２からの各画像信号に基づき、処理液ノズル１１５，１１６が対向配置された基板Ｗの周端面の位置を的確に算出することができる。したがって、処理液ノズル１１５，１１６からの処理液の影響を受けることなく、基板Ｗの周端面の位置を正確に検出することができる。
【００２７】
これらＣＣＤ２１，２２は、ベベルユニット１１Ａが対向位置Ｐ１に位置決めされた際に撮像面を基板表面Ｗｆ側に向けた状態で基板Ｗの周縁部、つまり基板Ｗと基板Ｗの外形周囲の空間との境界（基板Ｗの外形輪郭線）を撮像する。そのため、ＣＣＤ２１，２２の撮像範囲は、周縁エッチング幅ＥＨを任意に調整した際にも、基板Ｗの回転に伴う基板Ｗの回転中心Ａ０からの基板Ｗの周端面の位置変化を捕捉し得るような範囲に設定されている。
【００２８】
ＣＣＤ２１，２２によって撮像された基板Ｗの周縁部の各々の像は、画像信号として画像処理部２３に出力される。そして、画像処理部２３によって２値化処理等の所定の信号処理を施すことにより、基板Ｗの外形輪郭線を抽出して基板Ｗの周端面の位置を検知する。ここで、ＣＣＤ２１，２２はベベルユニット１１Ａに固定的に取り付けられているので、ＣＣＤ２１，２２と処理液ノズル１１５，１１６との間の相対距離は一定である。したがって、基板Ｗの周端面の位置を検知することで基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出することができる。
【００２９】
なお、処理対象としている基板Ｗには、切欠部が施されていることが多い。例えば、基板Ｗとして半導体ウエハでは、ウエハ面内の結晶学的基準方位を示すために、ノッチＮＴなどの切欠部が形成されている（図２）。この場合、ＣＣＤ２１，２２がノッチＮＴ部分を撮像して、撮像された画像をもとに画像処理部２３が基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出すると、正確な距離を検出することができない。そこで、ノッチＮＴの影響を排除するため、画像処理部２３にフィルタリング機能をもたせることが望ましい。
【００３０】
具体的には、例えば画像処理部２３に予めノッチＮＴのパターン形状を認識させておき、ＣＣＤ２１，２２から得られる画像パターンと照合（パターンマッチング）させる。そして、ＣＣＤ２１，２２から得られる画像パターンに画像処理部２３に認識させたノッチＮＴのパターン形状と一致する部分が含まれる場合には、一致する部分（ノッチＮＴ全体が画像パターンに含まれる場合には全部）のパターン情報を距離検出の基礎情報から削除すればよい。このように構成することで、ノッチＮＴ部分を除く画像情報から基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出することができ、正確な距離が得られる。
【００３１】
また、画像処理部２３は制御ユニット３に接続され、制御ユニット３は、画像処理部２３によって検出された基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離（以下、単に「検出距離」という）と、所望の周縁エッチング幅ＥＨとなるようにレシピ等に設定される、基板Ｗの周端面から処理液ノズル１１５，１１６までの設定距離（以下、単に「設定距離」という）とを対比して、検出距離と設定距離との間の位置ずれ量を算出する。そして、制御ユニット３は、検出距離と設定距離との間の位置ずれ量に応じて駆動機構１２を作動させて、所望の周縁エッチング幅ＥＨとなるようにベベルユニット１１Ａを駆動する。
【００３２】
次に、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを駆動する駆動機構１２Ａ，１２Ｂについて説明する。なお、駆動機構１２Ａ，１２Ｂは同一構成であるため、駆動機構１２Ａの構成のみを説明し、駆動機構１２Ｂの構成説明は省略する。駆動機構１２Ａは、２個のＣＣＤ２１，２２に対応してそれぞれ、２個のモータＭ１，Ｍ２を有しており、これら２個のモータＭ１，Ｍ２がベベルユニット１１Ａに連結されている。制御ユニット３はモータＭ１，Ｍ２を作動させることでベベルユニット１１Ａを水平方向に、基板Ｗの径方向に沿って基板Ｗの周縁部に近接する方向にまたは逆に離間させる方向に移動させたり、回動中心Ａ１回りに回動させたりすることができる。このようなモータＭ１，Ｍ２を備えた駆動機構としては、ガイドおよびボールネジを用いた送りネジ機構などの公知の機構を採用することができる。また、駆動機構としてモータに限らず、エアシリンダ等のアクチェータ全般を用いてもよい。
【００３３】
モータＭ１，Ｍ２からの駆動力はベベルユニット１１Ａに対して、基板Ｗの回転中心Ａ０とベベルユニット１１Ａの回動中心Ａ１とを結ぶ線分ＬＳを中心として略対称に、しかも該線分ＬＳと平行な方向に作用する。したがって、制御ユニット３からの動作指令に基づき２個のモータＭ１，Ｍ２が同期駆動される場合（すなわち、モータＭ１からの駆動力とモータＭ２からの駆動力の大きさが等しく、同一方向である場合）には、線分ＬＳを中心に均等な力がベベルユニット１１Ａに作用することとなり、ベベルユニット１１Ａは回動することなく、基板Ｗの径方向に沿って平行移動する。このように２個のモータＭ１，Ｍ２で駆動させることで、ベベルユニット１１Ａの位置決め精度を高めることができる。ここで、モータＭ１，Ｍ２を順方向に駆動させると基板Ｗの周縁部に近接し、モータＭ１，Ｍ２を逆方向に駆動させると逆に離間する。
【００３４】
一方で、２個のモータＭ１，Ｍ２のうちいずれか一方のモータのみを駆動させた場合あるいは互いのモータの駆動方向（回転方向）を異ならせた場合には、線分ＬＳを中心に非対称な力がベベルユニット１１Ａに作用することとなり、ベベルユニット１１Ａは回動中心Ａ１回りに回動する。例えば、モータＭ１のみを順方向に駆動させた場合、あるいはモータＭ１を順方向にモータＭ２を逆方向に駆動させた場合には、ベベルユニット１１Ａは回動中心Ａ１回りに時計回りに回動する。
【００３５】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図４および図５を参照しつつ説明する。図４は、図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。また、図５は、図１の基板処理装置の動作を説明するための図である。この装置では、基板Ｗの表面Ｗｆにメタル層やフォトレジスト層などの薄膜ＴＦが形成された基板Ｗがフェースダウン姿勢で、かつ略水平姿勢で搬入されると、該基板Ｗに対してベベルエッチング処理（エッチング処理＋リンス処理＋乾燥処理）が実行される。
【００３６】
先ずステップＳ１で基板Ｗが基板表面Ｗｆを下方に向けて搬送されてきた基板Ｗの裏面Ｗｂの略中央部を真空チャック１により吸引保持する。このとき、両ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂは基板Ｗの周縁部から離間した離間位置Ｐ２に位置決めされており（図１の破線位置）、基板Ｗとの干渉が防止されている。
【００３７】
そして、モータ２の駆動を開始させて基板Ｗを回転させる（ステップＳ２）。また、ステップ２と同時、あるいは前後して両ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを基板Ｗの周縁部に近接移動させて対向位置Ｐ１（図１の実線位置）に位置決めする（ステップＳ３）。すなわち、基板処理装置の操作パネル（図示省略）を介してオペレータが基板種類や薄膜種類などに対応するレシピを選択すると、そのレシピで予め設定された移動量だけベベルユニット１１Ａ，１１Ｂがそれぞれ基板内周側（図３の右手側）に移動されて周縁エッチング幅ＥＨに対応するように処理規定部材１１７が位置決めされる。
【００３８】
また、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂの対向位置Ｐ１への位置決めと同時、あるいは前後してＣＣＤ２１，２２による基板Ｗの周縁部の撮像を開始する（ステップＳ４）。撮像された画像は画像処理部２３に送出され、画像処理部２３において基板Ｗの周端面の位置が検知される。なお、処理液ノズル１１５，１１６（および処理規定部材１１７）と、ＣＣＤ２１，２２との間の距離は一定であるため、基板Ｗの周端面の位置が検知されることで基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離が検出される。
【００３９】
ここで、ＣＣＤ２１，２２が基板Ｗの周縁部に施されたノッチＮＴを撮像して、ノッチＮＴを含む画像信号が画像処理部２３に送出される場合であっても、画像処理部２３においてノッチＮＴにかかる画像情報がフィルタリングされることで取り除かれる。したがって、ノッチＮＴ部分を除く画像情報をもとに基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離が検出されるので、正確な検出距離が得られる。
【００４０】
そして、制御ユニット３において画像処理部２３によって検出された検出距離と、レシピで設定される設定距離とが対比され、検出距離と設定距離との間の位置ずれ量が算出される。制御ユニット３は、位置ずれ量に応じてモータＭ１，Ｍ２の少なくともいずれか一方を駆動して周縁エッチング幅ＥＨに対応するように基板Ｗの周端面からの処理液ノズル１１５，１１６の距離が調整される。
【００４１】
例えば図５（ａ）に示すような場合、つまり画像処理部２３にて検知される基板位置（基板Ｗの外形輪郭線）Ｇａと、レシピで設定される設定距離にある基板位置（基板Ｗの外形輪郭線）Ｗａとの間の距離偏差が両ＣＣＤ２１，２２においてほぼ一定である場合には、制御ユニット３は次のようにモータＭ１，Ｍ２を駆動すればよい。すなわち、制御ユニット３はモータＭ１とモータＭ２とを同期駆動してベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを基板内周側に移動させて検知位置Ｇａと設定位置Ｗａとを一致させるようにすればよい。ここで、設定位置Ｗａは所望の周縁エッチング幅ＥＨとなるようにレシピで設定された位置にベベルユニット１１Ａ，１１Ｂ（処理液ノズル１１５，１１６）を位置決めした際にＣＣＤ２１，２２にて補足されるべき適正な基板位置（基板Ｗの外形輪郭線）を示す。
【００４２】
また、図５（ｂ）に示すような場合、つまり画像処理部２３にて検知される基板位置（基板Ｗの外形輪郭線）Ｇｂが、ＣＣＤ２１において設定位置Ｗａに対して基板外周側にあり、ＣＣＤ２２において設定位置Ｗａに対して基板内周側にあるような場合には、制御ユニット３は次のようにモータＭ１，Ｍ２を駆動すればよい。すなわち、制御ユニット３はモータＭ１のみを順方向に駆動させるか、モータＭ２のみを逆方向に駆動させるか、またはモータＭ１を順方向に駆動させるとともに、モータＭ２を逆方向に駆動させるようにすればよい。このように駆動させることで、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを時計回りに回動させて検知位置Ｇｂと設定位置Ｗａとを一致させることができる。
【００４３】
このように、基板Ｗの周端面からの処理液ノズル１１５，１１６の距離が調整された状態で、ガスノズル１１３，１１４から基板Ｗに向けて窒素ガスが吐出される。また、薬液供給ユニット１３からエッチング処理に適した薬液が薬液ノズル１１５に圧送されて処理規定部材１１７と基板表面Ｗfの周縁部との微小空間ＧＰにおいて薬液による液密状態が形成されるとともに、薬液の一部は処理規定部材１１７よりも基板外周側に広がる。これによって、周縁エッチング幅ＥＨは処理規定部材１１７の位置により決定される周縁エッチング幅ＥＨで基板表面Ｗfの周縁部から不要物（薄膜ＴＦ）がエッチング除去される（ステップＳ５−１；エッチング処理）。このエッチング処理が基板回転に伴い連続的に行われて基板表面Ｗfの周縁部を所定の周縁エッチング幅ＥＨで正確に、しかも外周全体にわたって均一にエッチング除去される。
【００４４】
このエッチング処理と同時に、リンス液供給ユニット１４からリンス液がリンス液ノズル１１６に圧送されて基板Ｗの周端面から一定の位置にリンス液が供給される。これによって、エッチング除去された基板表面Ｗｆの周縁部に対してリンス処理が実行される（ステップＳ５−２；リンス処理）。ここで、ＣＣＤ２１，２２は薬液ノズル１１５およびリンス液ノズル１１６から離れた位置に配置されている。更に、ガスノズル１１３，１１４から窒素ガスが吐出されることによって薬液とリンス液は基板Ｗの回転下流側のＣＣＤ２２に届く前に除去される。したがって、ＣＣＤ２１，２２に処理液が付着するのが防止される。
【００４５】
こうして、エッチング処理およびリンス処理が完了すると、両ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを移動させて基板Ｗの周縁部から離間した離間位置Ｐ２に位置決めする（ステップＳ６）。そして、モータ２の回転速度を高めて基板Ｗを高速回転させる。これによって、基板Ｗに付着する液体成分を更に振り切って基板Ｗを乾燥させた（ステップＳ７；乾燥処理）後、基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ８）。こうしてベベルエッチング処理が完了すると、搬送アーム等による基板Ｗの受け取りが可能であることを確認した上で真空チャック１による基板保持を解除する（ステップＳ９）。その後、ベベルエッチング処理を受けた基板Ｗを搬送アーム等に受け渡す。これにより、一連のベベルエッチング処理の動作が終了する。
【００４６】
以上のように、この実施形態によれば、ＣＣＤ２１，２２と画像処理部２３を用いて回転する基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を非接触で検出している。そして、検出信号に基づきベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを駆動することで処理液ノズル１１５，１１６（および処理規定部材１１７）の位置を調整している。このため、基板の周端面の位置を基準として処理液ノズル１１５，１１６の位置が合わされ、基板の周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を一定に保つことができる。したがって、処理液ノズル１１５，１１６から回転する基板Ｗの周縁部に処理液を供給することで周縁エッチング幅を正確に、しかも基板全周にわたって均一に制御することができる。さらに、基板Ｗに非接触で基板Ｗの周端面の位置を検出しているので、基板Ｗが損傷したり汚染される等の不具合を防止することができる。
【００４７】
また、この実施形態によれば、ＣＣＤ２１，２２をベベルユニット１１Ａ，１１Ｂに固定的に取り付けて、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを駆動することでＣＣＤ２１，２２と処理液ノズル１１５，１１６（および処理規定部材１１７）とを一体的に移動させている。これにより、ＣＣＤ２１，２２と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離は常に一定となるため、ＣＣＤ２１，２２は基板Ｗの周端面の位置を検知するのみで、効率的に基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出することができる。したがって、検出手段の構成を簡素にするとともに、迅速に検出することができる。
【００４８】
さらに、この実施形態によれば、２個のＣＣＤ２１，２２はそれぞれ、処理液ノズル１１５，１１６から離れて配設されているので、処理液ノズル１１５，１１６から処理液が跳ね返るなどしてＣＣＤ２１，２２に付着するのを防止することができる。しかも、２個のＣＣＤ２１，２２を処理液ノズル１１５，１１６を挟んで設けることによって、処理液ノズル１１５，１１６が対向配置された基板Ｗの周端面の位置を的確に算出することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、検出手段の検出部（撮像部）としてＣＣＤ２１，２２を用いているが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、基板Ｗの周縁部を横切るように光を投光する投光部２４と、投光部からの光を受光する受光部２５とを設けて、受光部２５が受光する光量変化から基板の周端面の位置を検知することで基板の周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出するようにしてもよい。具体的には、ベベルユニット（図示省略）の駆動方向（基板Ｗの径方向）に沿ってライン状に投光部２４と受光部２５を配置して、基板Ｗによって遮光される光量と、基板Ｗの外側を通過していく光量から基板の周端面の位置を検出するようにしてもよい。この場合においても、処理液の影響を排除する観点から投光部２４ならびに受光部２５を処理液ノズルから離れて配置するのが望ましい。
【００５０】
また、検出手段として基板の周端面までの距離を検出する光学式距離センサを用いてもよい。この場合は、投光部から投射され基板Ｗの周端面で反射する反射光（レーザ光等）を受光部で受光することにより、例えば三角測量法によってセンサから基板Ｗの周端面までの距離（あるいは基板Ｗの周端面の位置の変位量）を検知することができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、ＣＣＤ２１，２２などの検出部（撮像部）をベベルユニット１１Ａ，１１Ｂに固定的に取り付けているが、検出部（撮像部）をベベルユニット１１Ａ，１１Ｂとは別に設けて、ベベルユニット１１Ａ，１１Ｂの外部から基板の周端面と処理液ノズル１１５，１１６との間の距離を検出するように構成してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、ＣＣＤを２個設けているが、処理液の影響および検出精度の観点から許される場合、例えば処理液ノズルの近傍に配置できる場合には、ＣＣＤは１個であればよい。同様に、駆動手段についてもモータＭ１，Ｍ２を２個設けているが、位置決め精度の観点から許される場合には、駆動手段は１個あればよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、２つのベベルユニット１１Ａ，１１Ｂを基板Ｗの両側に対向配置してベベルエッチング処理を行っているが、ベベルユニットの個数、配置関係や形状などについては任意である。
【００５４】
また、上記実施形態では、基板表面Ｗｆを下方に向けて（フェースダウン姿勢で）基板Ｗの下方から基板表面Ｗｆの周縁部に処理液を供給してベベルエッチング処理しているが、基板表面Ｗｆを上方に向けて（フェースアップ姿勢で）基板Ｗの上方から基板表面Ｗｆの周縁部に処理液を供給してベベルエッチング処理するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、基板Ｗを鉛直軸方向に伸びる回転軸（回転中心Ａ０）回りに回転駆動しているが、回転軸を９０度傾けて基板Ｗを保持して回転するように構成してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、モータＭ１，Ｍ２を作動させてベベルユニット１１Ａを位置決めするようにしているが、対向位置Ｐ１への位置決めはモータＭ１，Ｍ２を駆動することで移動し、画像処理部２３によって検出された検出距離と設定距離との間の位置ずれは、処理液ノズルを移動させるノズル移動機構によって調整するようにしてもよい。例えば図７に示すように構成してもよい。
【００５７】
図７に示すように、ベベルユニット１１Ｃはチューブ状の処理液ノズル１１５Ｃ、１１６Ｃを本体部材１１１Ｃに形成された透孔１９０に位置して、ノズル移動機構１９１に移動自在に保持される。ノズル移動機構１９１は、モータとガイドおよびボールネジを用いた送りネジ機構などの公知の機構を採用することができ、本体部材１１１Ｃの上面側に固定配置される。
【００５８】
この構成によれば、ベベルユニット１１Ｃの対向位置Ｐ１への位置決めは次のように行われる。先ず、モータＭ１，Ｍ２により粗動にてベベルユニット１１Ｃが対向位置Ｐ１に配置される。そして、制御ユニット３は基板Ｗの周端面と処理液ノズル１１５Ｃ（１１６Ｃ）との位置ずれ量に応じてノズル移動機構１９１を微動して周縁エッチング幅ＥＨに対応するように基板Ｗの周端面からの処理液ノズル１１５Ｃ（１１６Ｃ）の距離が調整される。すなわち、この実施形態によれば、エッチング処理中にベベルユニット１１Ｃは動かず、処理液ノズルのみが動くものである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
この発明は、半導体ウエハなどの基板を回転させながら処理液を供給してベベルエッチング処理などの処理を施す基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の部分平面図である。
【図３】図１の基板処理装置の部分拡大図である。
【図４】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の基板処理装置の動作を説明するための図である。
【図６】図１の基板処理装置の変形形態を示す図である。
【図７】図１の基板処理装置の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
３…制御ユニット（制御手段）
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…ベベルユニット
１２Ａ，１２Ｂ…モータ（駆動機構）
２１，２２…ＣＣＤ（撮像部）
２３…画像処理部（処理部）
２４…投光部
２５…受光部
１１５，１１５Ｃ…薬液ノズル（ノズル）
１１６，１１６Ｃ…リンス液ノズル（ノズル）
１９１…ノズル移動機構（ノズル駆動機構）
Ｍ１，Ｍ２…モータ（駆動手段）
Ｐ１…対向位置
Ｐ２…離間位置
Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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